关于屏蔽门控制系统(PSC)的设计
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屏蔽门控制系统的功能设计与技术探讨作者:徐彪来源:《中国房地产业·上旬》2017年第12期【摘要】本文主要介绍了屏蔽门的功能设计以及构成要素,探讨分析了屏蔽门的电气控制系统及其整体框架,研究屏蔽门的实现原理以及技术要点,主要是分析了其伺服驱动系统,现场总线以及监控软件,希望可以为屏蔽门的设计以及建造技术提供参考性价值。
【关键词】屏蔽门;控制系统;功能设计;技术探讨作为机电一体化产品,屏蔽门系统常见于轻轨以及地铁设施的站台边缘区域,这样能够有效隔离行车隧道和车站站台,并且与列车门进行对应设置,可以对屏蔽门进行多级控制开关。
在地铁站台安装屏蔽门,可以减少车站通风系统的运行能量消耗,还能够降低列车行驶期间产生的噪音,避免出现乘客落轨情况发生。
提升车站的服务水平。
1、阐述屏蔽门系统的功能一般情况下,车站轨道的屏蔽门所具备的功能在于以下几个方面:(1)安装屏蔽门能够避免出现物体或者人意外落入列车轨道,降低意外交通事故的发生率,提升运行实效性,同时能够加大候车空间。
(2)车站轨道的屏蔽门可以减低行车轨道区域与站台区域之间气流交换,能够改变地下车站通风系统,减少车站通风系统的运行能量消耗。
(3)在车站基础设施和地铁车辆之间,屏蔽门可以充当紧急栏障,并且其功能作为安全系统的一部分,整合车站的安全。
(4)安装屏蔽门可以有效较低列车行驶期间产生的噪音,避免影响车站乘客,提升车站的候车环境。
(5)安装屏蔽门有利于管理乘客,使其可以有秩序地上下车。
在出现火灾等意外灾害时,可以借助紧急后备盘对屏蔽门进行有效控制。
2、屏蔽门控制系统2.1系统功能电气设计中分控制与监视系统、电源系统和门机系统,其中控制部分采用硬线方式连接,监视部分采用总线方式连接。
控制与监视系统主要是集成站台每测屏蔽门的信息,并且可以就地控制和功能测试等,其次就是可以利用总线对全部屏蔽门信息进行收集;可以修改门控单元参数,并且可以对屏蔽门的故障诊断信息进行有效存储,记录系统在正常运行状态下的数据信息;最后就是可以对驱动电源信息进行收集。
屏蔽门PSD系统设计说明书XXX屏蔽门系统集成标PSD与ISCS系统接口技术规范(第一次设计联络会) PSD/01/006/A1A12016年4月24日版本日期提供人目录1缩写 (3)2技术条件 (4)2.1工作环境条件 (4)2.2供电条件 (4)2.3信号条件 (4)2.4荷载条件 (4)3系统组成 (5)3.1控制系统组成 (5)3.2控制系统功能 (6)4PSC (7)5监控计算机 (9)5.1硬件 (9)5.2操作系统 (9)5.3软件功能 (10)6PSL (10)6.1PSL布置 (10)6.2PSL配置 (11)7LCB (12)8DCU (13)9电机 (14)1缩写缩写中文ASD滑动门ISCS综合监控系统CPU中央处理器DCU门控制器EMC电磁兼容性FIX固定门I/O输入/输出MTBF平均无故障时间MCBF平均无故障周期MDT平均停机时间MTTR平均维护时间PSC中央接口盘PSD屏蔽门PSL司机控制盘SIG信号系统UPS不间断电源2技术条件2.1工作环境条件屏蔽门工作环境轨道侧站台侧温度相对湿度温度相对湿度屏蔽门0~45℃≤95%0~35℃≤65%屏蔽门设备室温度0~30℃,相对湿度≤75%(正式运营后)2.2供电条件按一级负荷供电,即采用两路独立的三相四线(带PE线)380V 交流电源;电压波动范围为±10%,频率为50Hz。
2.3信号条件采用完整的ATC系统,包括ATP、ATO、ATS子系统。
2.4荷载条件荷载来源荷载大小备注从轨道侧施加到门体的风压载荷+1000N/m2从站台侧施加到门体的风压载荷-1000N/m2乘客挤压力1000N/m 距站台装饰面1.1m高处,结构无永久变形乘客冲击力1500N,作用面积100X100mm作用在1.125m高处,作用时间0.2s,结构无永久变形地震水平设计烈度7度振动水平BS7854第一级水平3系统组成图1系统组成3.1控制系统组成屏蔽门控制系统主要由以下主要子系统组成:PSC系统DCU系统PSL系统IBP系统与各专业的通讯接口硬线连接电缆等每侧站台控制系统完全独立,PSC中的继电器组接收SIG开门和关门命令的功能,并通过控制硬线对屏蔽门系统进行开/关操作,通过DP总线采集每个门机系统DCU发出的状态数据传送到PSC。
基于PLC控制的地铁屏蔽门系统设计一、前言地铁作为当代城市中的重要交通工具,在运营过程中不仅需要考虑交通效率和安全,同时也需要考虑乘客安全和轨道交通的安全管理。
因此,在大量的轨道交通实践和实验中,对于地铁屏蔽门系统的研发和运用已经越来越成为人们关注的一个问题。
地铁屏蔽门系统通过完美结合PLC控制技术,实现人机交互、数据采集、设备控制等核心功能,进一步加强地铁运营的安全性和效率性。
本文将基于PLC控制技术为基础,探讨地铁屏蔽门系统的设计、实现和应用。
二、地铁屏蔽门系统概述地铁屏蔽门系统是指基于PLC控制技术,通过地铁站台的门整体控制,实现对乘客进站、出站的精准分流和有效管理。
该系统可以监测进站人员数量和运行状态、控制站台安全门的开闭以及配备报警器和紧急开关等,确保运营安全和效率。
地铁屏蔽门系统通常包括四个主要组件,即门机、PLC控制器、屏蔽门单元和通信模块。
其中,门机是指站台屏蔽门的物理设备,PLC控制器是屏蔽门系统的核心控制部分,屏蔽门单元是屏蔽门系统通信的一种方式,而通信模块则实现设备间的信息交互和数据传输。
三、地铁屏蔽门系统的设计思路与实现流程1.设计思路地铁屏蔽门系统的设计思路是以现代化、安全性、可靠性、高效性等为主要目标。
为此,具体设计需通过以下几点实现:(1)地铁屏蔽门的机械结构设计根据不同站点的实际需求和场地大小,进行门机的设计,包括外部的尺寸、内部的系统设计和需要的功能特点等。
(2)系统集成化设计地铁屏蔽门系统的设计需要结合现代化信息技术,加强与其他系统如计算机、监控中心等的集成化设计,实现信息化办公,提高管理水平。
(3)通信技术的运用通过网络控制技术,实现地铁站台安全门的开合控制,通过PLC控制器实现单元间的通讯协议。
(4)数据采集技术的应用通过传感器等技术设备,对地铁进站、出站人数等数据进行基本采集和存储,实现地铁站台的智能化管理和运营。
2.实现流程(1)机械设计地铁屏蔽门系统的机械设计首先要确定站台门尺寸,根据这些值确定门架的设计规格。
第一章PSC技术参数PSC是站台门控制系统的核心,选型和结构设计上应确保高质量、高可靠性和无停机时间;PSC应质量可靠、结构及布局合理,并采用安全继电器控制;连接各站台侧DCU的总线网络接口板互相独立;监控主机支持开放性的标准网络协议,应具有足够数据存贮空间。
1.1.PSC1)组成每套PSC由两个MSDC、切换器、人机界面以及相应的外围接口设备等组成。
PSC外观示意图PSC 内使用安全继电器,断路器,PLC 、接线端子等均为国际知名品牌的高品质、高可靠性的进口产品。
具体元器件选用品牌如下:部件名称品牌型号参考照片产地PLC SIEMENS S7-1513德国安全继电器ABB BT51瑞士继电器Omron G7SA 日本监视主机研华IPC-510中国按钮及指示灯Schneider,XB2中国接口端子WAGO 、魏德米勒2000、ZDU 中国2)配置✧PSC输入电源应具有过流、过压保护。
✧PSC应具有抗震、防尘、防潮及抗电磁干扰要求,并应满足地铁环境要求,防护等级不小于IP31。
✧PSC应配置可与手提电脑或便携式测试设备(PTE)或站台门系统局域网网络连接的接口。
通过手提电脑或便携式测试设备可以进行站台门的维护及状态查询,同时还可以通过网络方便的进行远程维护及状态查询,其系统软件也应具有相应功能。
✧对各控制点操作门的情况进行记录;对站台门的报警等信息应存储至少1年,对站台门操作及状态记录应存储至少3个月。
✧具有测试转换开关,可将站台门系统切换到测试状态(在设计联络阶段确定)。
✧中央接口盘盘体外形不大于(宽×高×深)800mm×2200mm×600mm。
✧状态指示灯设置应清晰明了,便于工作人员进行操作。
PSC面板设置如下状态指示灯:─PSL操作允许状态指示灯(橙色)。
─IBP操作允许状态指示灯(橙色)。
─系统测试操作允许状态指示灯(绿色)。
─滑动门/应急门全关闭且锁紧状态指示灯(绿色)。
地铁屏蔽门控制系统介绍摘要:本文对屏蔽门系统构成、网络拓扑及各子系统功能进行详细的介绍。
关键词:屏蔽门;控制系统;控制等级;1引言随着我国经济的快速发展,地铁工程项目建设也处在快速发展和不断完善的过程中。
改善地铁系统工程及其配套设施,优化地铁候车环境,提高城市轨道交通的服务水平,已经迫不及待。
城市轨道交通站台屏蔽门是一项集建筑、机械、材料、电子和信息等学科于一体的高科技产品,将轨道与站台候车区隔离,设有与列车门相对应,可多级控制开启与关闭滑动门。
2 系统构成屏蔽门控制系统如图2-1所示,主要由中央控制盘,监控系统,门控单元,就地控制盘,通信链路及外接设备等组成。
工控机监控系统及逻辑处理模块放置在屏蔽门设备房的PSC(PSD System Controller中央控制盘)柜体中。
逻辑处理模块主要功能是与门控单元进行通信,处理屏蔽门开关门逻辑并将整个站的信息上传到工控机监控系统。
一般逻辑处理模块采用冗余热备方式进行工作,正常情况下只有主模块进行信息处理及上传,当主模块故障时,备用模块马上切换为主模块进行信息处理及上传,从而大大提高屏蔽门系统的稳定性。
中央控制盘的继电器组以硬线连接的方式,向滑动门提供开关门命令及采集站台滑动门的锁闭信号。
目前对滑动门的开关命令的发出都是使用硬线的方式,而不直接使用总线控制,主要是考虑到安全性及稳定性,相对来讲硬线比总线更为可靠。
滑动门DCU(Door Control Unit门控单元)通过总线把每个滑动门DCU的状态上传给逻辑处理模块。
逻辑处理模块把信息处理后,上传给工控机监控系统。
上下行继电器组分别连接IBP( Integrated Backup Panel 综合后备盘)/PSL(PSD System Local controller就地控制盘)/SIG(Signaling信号系统),对屏蔽门进行联动控制。
3 各子系统说明3.1 门控系统站台每个滑动门安装一个DCU,用于单个滑动门的控制。
基于PLC控制的地铁屏蔽门系统设计摘要:地铁是我国的主要交通工具,地铁屏蔽门用来阻隔站台上的乘客和列车,防止人员跌落轨道发生意外事故,同时还有一部分原因是夏季气温较高,由于地铁轨道交通属于密闭性空间,考虑到乘客体验的舒适度,一般采用中央空调制冷系统来调整车站内的温度,费用支出很大。
如果换成封闭式系统,由于轨道交通的活塞作用,大部分冷空气将流失到站台隧道中,造成能量损耗。
将列车与站台分开,可以避免冷空气的损失。
基于此,地铁屏蔽门自动控制系统应运而生,可降低车站中央空调系统的运行能耗,同时还可以减少列车在运行过程中产生的噪声和活塞风对车站的影响,为乘客提供一个安全、舒适的候车环境。
但是,城轨运行具有行程远、行车密度大、到站时停车时间短、站台占地面积小、路线复杂交错等情况,这几方面都容易引发各类交通事故的发生。
因此对地铁屏蔽门的控制要求也越来越严格。
关键词:地铁;屏蔽门;PLC;自动控制引言地铁站台屏蔽门控制系统的优化分为控制流程优化和安全回路门锁优化,以及障碍物探测方面的优化,相关工作人员在进行控制系统优化的过程中,一定要根据实际情况以及地铁系统的发展需要,确保优化工作促进地铁系统运行效率的提高。
1屏蔽门的使用分类目前我国城市轨道交通屏蔽门控制系统在应用过程中,所采用的地铁屏蔽门可以分为以下两种类型,第一种类型为封闭式类型,第二种类型为半封闭式。
在进行地铁安全措施安装过程当中,封闭式隔离门实际上就是全封闭式的钢化玻璃隔离墙,有的地铁站在进行设计过程中,也会将其应用到活动门上,无论是玻璃钢化隔离墙还是活动门,在进行安装过程中,都是沿着车站站台的边缘位置进行安装与设置,能够有效隔离站台候车区域,也能有效隔离停靠区。
封闭式屏蔽门系统在应用过程中,主要作用就是增加整个地铁站的安全性,同样,封闭式屏蔽门系统具有以下优点:第一能够有效降低能源的损耗,第二能够有效降低噪音,第三具有广泛普遍应用性,是我国当前地铁站在屏蔽门应用过程中最长应用的屏蔽门类型。
第一章PSC技术参数PSC是站台门控制系统的核心,选型和结构设计上应确保高质量、高可靠性和无停机时间;PSC应质量可靠、结构及布局合理,并采用安全继电器控制;连接各站台侧DCU的总线网络接口板互相独立;监控主机支持开放性的标准网络协议,应具有足够数据存贮空间。
1.1.PSC1)组成每套PSC由两个MSDC、切换器、人机界面以及相应的外围接口设备等组成。
PSC外观示意图PSC 内使用安全继电器,断路器,PLC 、接线端子等均为国际知名品牌的高品质、高可靠性的进口产品。
具体元器件选用品牌如下:部件名称品牌型号参考照片产地PLC SIEMENS S7-1513德国安全继电器ABB BT51瑞士继电器Omron G7SA 日本监视主机研华IPC-510中国按钮及指示灯Schneider,XB2中国接口端子WAGO 、魏德米勒2000、ZDU 中国2)配置✧PSC输入电源应具有过流、过压保护。
✧PSC应具有抗震、防尘、防潮及抗电磁干扰要求,并应满足地铁环境要求,防护等级不小于IP31。
✧PSC应配置可与手提电脑或便携式测试设备(PTE)或站台门系统局域网网络连接的接口。
通过手提电脑或便携式测试设备可以进行站台门的维护及状态查询,同时还可以通过网络方便的进行远程维护及状态查询,其系统软件也应具有相应功能。
✧对各控制点操作门的情况进行记录;对站台门的报警等信息应存储至少1年,对站台门操作及状态记录应存储至少3个月。
✧具有测试转换开关,可将站台门系统切换到测试状态(在设计联络阶段确定)。
✧中央接口盘盘体外形不大于(宽×高×深)800mm×2200mm×600mm。
✧状态指示灯设置应清晰明了,便于工作人员进行操作。
PSC面板设置如下状态指示灯:─PSL操作允许状态指示灯(橙色)。
─IBP操作允许状态指示灯(橙色)。
─系统测试操作允许状态指示灯(绿色)。
─滑动门/应急门全关闭且锁紧状态指示灯(绿色)。
基于PLC的地铁屏蔽门系统设计摘要地铁屏蔽门系统是现代城市地铁交通系统中不可或缺的重要组成部分,能够有效地控制人员流动,确保乘客的安全和交通系统的正常运行。
本文基于可编程逻辑控制器(PLC)技术,设计了一种高效、稳定的地铁屏蔽门系统,通过对系统整体结构、硬件设计和控制程序的详细分析,验证了该系统的性能和可靠性。
关键词:地铁屏蔽门,PLC,控制系统AbstractThe subway barrier gate system is an indispensable and important part of modern urban subway transportation system. It can effectively control the flow of people, ensure the safety of passengers and the normal operation of the transportation system. Based on the programmable logic controller (PLC) technology, this paper designs an efficient and stable subway barrier gate system. Through the detailed analysis of the overall structure of the system, hardware design and control program, the performance and reliability of the system are verified.Keywords: subway barrier gate, PLC, control system1. 引言近年来,随着城市化进程的加速和人口的增长,地铁交通系统已成为现代城市中主要的交通方式之一。
屏蔽门控制系统(PSC)设计
摘要:随着国家交通方式的发展,地铁成了一种快捷,准时的交通工具。
地铁的配套设施得到很大的发展,本文就站台屏蔽门的控制系统设计做了一番申述。
关键词:PSC 可靠性设计。
论文提纲:
1、屏蔽门组成,PSC作用,
2、两种不同设计理念。
3、PSC的接口
4、PSC的功能。
5、PSC的可靠性措施。
一、屏蔽门组成,PSC作用
屏蔽门是地铁车站站台边缘的玻璃门。
它具有提高站台安全性,阻挡列车进出站的活塞风的作用,而且由于它将站台与隧道隔离,车站的空调系统的冷气不易散发,从而减少车站环控系统的投资。
站台屏蔽门的长度为车厢的长度。
当列车停在站台,且位置正确时,活动门模块(ADM)将与列车的每节车厢的若干个门对准。
每个ADM包括一对自动的滑动门,滑动门的两侧是固定门。
整侧系统在某些地方用可以打开的应急门代替固定门,这些应急门使乘客在列车门没有对准屏蔽门的情况下能够走出列车。
每个活动门模块都有一个门机,门机里面包括操作设备和上部结构部件以及一个门槛,门槛为门体提供安装点,为滑动门运行提供导向槽,同时为站台屏蔽门提供下
部土建接口。
屏蔽门系统的控制分就地级控制,站台级控制,列车信号系统级控制,火灾模式级控制。
就地级控制是每个活动门模块可以独自机械,电气操作;站台级控制,列车信号系统级控制,火灾模式级控制都是通过PSC里的继电器控制活动门模块的运行,优先级是站台级,其次是火灾模式级,最后是列车信号系统级。
火灾模式级是在车控室操作屏蔽门系统,只能打开屏蔽门。
现在有两种PSC设计方法,一种是把电气系统(继电器组)和监控通讯系统组合在一个模块里。
成为一个黑盒子,只提供输出输入接口,既控制屏蔽门运行,也监控屏蔽门状态,故障,并把相关信息存贮起来。
一种是电气系统和监控通讯系统各自独立。
个人认为后者较好。
首先这样两个系统不会相互影响,独立开来以后维修,改造方便。
其次减低维修成本,一个部件损坏不必整个PSC更换。
二、PSC的接口
PSC对列车信号系统有接口,列车进入连锁区域时,要收到前方站台的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号;列车命令屏蔽门开门,PSC接收此开门信号,并反馈“门打开”状态给列车;然后列车命令屏蔽门关门门,PSC接收此关门信号,并反馈“所有滑动门/应急门关闭锁紧”给列车;此时列车可以离站,在出站连锁区域内,列车依然要收到后方的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号。
如果在列车关门命令发出若干时间后,没有收到“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号,则需要站务人员确认现场情况后,在就地控制盘(PSL)发出
“互锁解除”信号,由PSC反馈给列车,列车才能离站。
PSC对各个活动门模块的接口,PSC发出“开门”命令给门单元控制器(DCU),并接收DCU反馈的“开门”状态信号;PSC发出“关门”命令给门单元控制器(DCU),并接收DCU反馈的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号。
应急门的状态通过邻近的DCU反馈给PSC。
PSC的电气系统只接收“所有滑动门/应急门关闭锁紧”的信号,具体门单元的状态,故障是在监控通讯系统里显示。
PSC对PSL接口,PSC接收“PSL操作允许”信号;PSL发出“开门”命令通过PSC的继电器组给门单元控制器(DCU),PSC接收DCU 反馈的“开门”状态信号;PSL发出“关门”命令通过PSC的继电器组给门单元控制器(DCU),PSC并接收DCU反馈的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号;PSC接收PSL的“互锁解除”信号。
PSC对火灾模式开关接口,PSC接收“火灾模式操作允许”信号;火灾模式开关发出“开门”命令通过PSC的继电器组给门单元控制器(DCU),PSC接收DCU反馈的“开门”状态信号。
PSC对PSC面板指示灯的接口,各级“开门状态”指示;各级“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态指示;“控制系统故障”指示;“PSL 操作允许”指示;“互锁解除”状态指示;“火灾模式允许”指示;这些都对PSC与其他部件接口收发的信号。
PSC对监控通讯系统的接口,PSC对其他部件的接口收发的信号同时会发给监控通讯系统。
三、PSC的功能设计
很显然,由于优先级的关系,火灾模式继电器组要屏蔽PSL继电器组的动作;PSL继电器组要屏蔽列车信号继电器组的动作。
这三级命令继电器的信号都串联。
为了可靠操作,由于PSL操作分两步,第一步是使“PSL操作允许”信号形成,第二步才是开关门操作,假设就地级的“开门”命令能自我保持,就地级的“开门”命令和“关门”命令是一个继电器某两对触头通断与否的关系,需要两个继电器单独控制。
由于火灾模式操作分两步,第一步是使“火灾模式操作允许”信号形成,第二步才是开门操作,需要两个继电器单独控制。
为了可靠命令发出,列车信号系统级“开门”命令要和“关门”命令互锁。
需要两个继电器。
还有显示各种状态,“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态是由一个双切回路开关形成,所以设计一个“关闭”继电器和一个“锁紧”继电器,然后用一个“安全回路关闭锁紧”继电器把状态信号发给PSC面板指示灯,PSL面板指示灯,列车信号系统和监控通讯系统。
一个“互锁解除”继电器,把状态信号发给PSC面板指示灯,列车信号系统和监控通讯系统。
由于列车信号系统只能接收“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态和“互锁解除”状态中的一个信号,所以这两个信号需要互锁。
“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态还要和PSC面板,PSL面板,火灾模式开关盘的“开门”状态指示灯互锁。
四、PSC可靠性措施
如果只有上面的设计,PSC的可靠性不高,还有以下几种情况可能出现:第一是发出“开门”命令后,“所有滑动门/应急门关闭锁紧”
状态信号还存在;第二是发出“关门”命令一段时间后,还没接收到“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态;第三是发出“开门”命令后,“互锁解除”状态信号出现;第四是PSC没有接收任何一个命令。
第五是“PSL操作允许”状态信号和“互锁解除”状态信号不能同时出现。
所以要设计一个到两个命令故障继电器,指示以上错误。
如果要使PSC具有更好检测性,并可以模拟几个回路故障来检查回路的开关情况,那么还需要设计若干测试继电器组,针对“所有滑动门/应急门关闭锁紧”回路,“开门”命令回路,“关门”命令回路,“PSL操作回路”,“火灾模式操作回路”等进行检查。
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